JP2011196620A - Ebullient cooling type heat exchanger - Google Patents

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Mitsuru Kubo
充 久保
Fumihiko Ishiguro
文彦 石黒
Hirohisa Kato
裕久 加藤
Yuichiro Tomono
雄一朗 友野
Tomonori Sasaki
智則 佐々木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ebullient cooling type heat exchanger capable of being miniaturized while keeping its heat exchanging performance, and preventing burnout.SOLUTION: In a cooled-fluid flow channel 21, a flow channel cross-section of its upstream section 21a is smaller than that of the downstream section 21b, and in a refrigerant flow channel 24, a flow channel cross-section of its downstream section 24b is larger than that of the upstream section 24a.

Description

本発明は、沸騰冷却式熱交換器に関する。   The present invention relates to a boiling cooling heat exchanger.

EGRガスの温度を低下させるために使用されるEGRクーラ(沸騰冷却装置)が、例えば特許文献1に開示されている。特許文献1のEGRクーラは、排気系から吸気系に還流されるEGRガスと冷媒とを熱交換させる沸騰式のエバポレータ(熱交換器)を備えている。このエバポレータは二重管構造となっており、内管の内側でEGRガスの流路(以下、「EGRガス流路」と記載する)が形成されるとともに、内管と外管との間の空間によって冷媒の流路(以下、「冷媒流路」と記載する)が形成されている。そして、エバポレータでは、内管を介してEGRガスと冷媒との間で熱交換されて冷媒が沸騰し、このときの沸騰気化潜熱によりEGRガスが冷却される。   An EGR cooler (boiling cooling device) used for lowering the temperature of the EGR gas is disclosed in Patent Document 1, for example. The EGR cooler of Patent Document 1 includes a boiling evaporator (heat exchanger) that exchanges heat between the EGR gas recirculated from the exhaust system to the intake system and the refrigerant. This evaporator has a double pipe structure, and an EGR gas flow path (hereinafter referred to as “EGR gas flow path”) is formed inside the inner pipe, and between the inner pipe and the outer pipe. A refrigerant flow path (hereinafter referred to as “refrigerant flow path”) is formed by the space. In the evaporator, heat is exchanged between the EGR gas and the refrigerant through the inner pipe, and the refrigerant boils, and the EGR gas is cooled by the boiling vaporization latent heat at this time.

特開2003−278607号公報JP 2003-278607 A

ところで、エバポレータにおいて、EGRガス流路の上流側は、EGRガスがEGRガス流路に流入して間もないため、下流側に比べて高温である。このため、EGRガス流路の上流側では、下流側に比べて内管での熱流束が大きくなる。ここで、熱交換器では、バーンアウトの発生を回避するため、EGRガス流路の上流側での熱流束が限界熱流束以上にならないようにする必要があり、EGRガス流路の上流側に対応する冷媒流路の流路断面積を十分に余裕を持って確保する必要がある。   Incidentally, in the evaporator, the upstream side of the EGR gas flow path is hotter than the downstream side because EGR gas has just flowed into the EGR gas flow path. For this reason, the heat flux in the inner pipe is larger on the upstream side of the EGR gas flow path than on the downstream side. Here, in the heat exchanger, in order to avoid the occurrence of burnout, it is necessary to prevent the heat flux on the upstream side of the EGR gas flow path from exceeding the critical heat flux, and to the upstream side of the EGR gas flow path. It is necessary to secure a sufficient cross-sectional area of the corresponding refrigerant flow path.

しかしながら、特許文献1のエバポレータでは、内管及び外管が入口から出口に向かって互いに平行に延びるように設けられており、冷媒流路の流路断面積が、冷媒流路の入口から出口に向かって一定になっている。そして、上述したように、冷媒流路の流路断面積は、バーンアウトの発生を回避するために十分に余裕があるため、熱流束の低下したEGRガス流路の下流側に対応する位置では、内管での熱流束に対し限界熱流束がはるかに大きくなっており、エバポレータの熱交換性能が必要以上に付与されている。その結果、熱交換器自体が不必要に大型化していた。   However, in the evaporator of Patent Document 1, the inner pipe and the outer pipe are provided so as to extend parallel to each other from the inlet toward the outlet, and the flow path cross-sectional area of the refrigerant flow path is from the inlet of the refrigerant flow path to the outlet. It is constant toward. As described above, the flow passage cross-sectional area of the refrigerant flow passage has a sufficient margin to avoid the occurrence of burnout, and therefore, at a position corresponding to the downstream side of the EGR gas flow passage where the heat flux is reduced. The critical heat flux is much larger than the heat flux in the inner pipe, and the heat exchange performance of the evaporator is more than necessary. As a result, the heat exchanger itself has become unnecessarily large.

本発明の目的は、熱交換性能を維持しながら小型化することができ、且つバーンアウトの発生を回避することができる沸騰冷却式熱交換器を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a boil-cooled heat exchanger that can be downsized while maintaining heat exchange performance and can avoid the occurrence of burnout.

上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、被冷却流体が流れる被冷却流体流路と前記被冷却流体を冷却する冷媒が流れる冷媒流路とが隔壁によって区画された沸騰冷却式熱交換器であって、前記被冷却流体流路における前記被冷却流体の流通方向の上流側に対応する前記冷媒流路の流路断面積が、前記被冷却流体流路の下流側に対応する前記冷媒流路の流路断面積よりも大きくなっている部位が存在することを要旨とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a boiling cooling system in which a cooled fluid channel through which a fluid to be cooled flows and a refrigerant channel through which a coolant for cooling the cooled fluid flows are partitioned by a partition wall. In the heat exchanger, the cross-sectional area of the refrigerant flow path corresponding to the upstream side of the flow direction of the cooled fluid in the flow path of the cooled fluid corresponds to the downstream side of the flow path of the cooled fluid The gist of the present invention is that there is a portion that is larger than the cross-sectional area of the refrigerant flow path.

被冷却流体流路の上流側は、被冷却流体が被冷却流体流路内に流入して間もないことから被冷却流体が高温であるため、被冷却流体流路の上流側に位置する隔壁の熱流束は、被冷却流体流路の下流側に位置する隔壁の熱流束に比べて大きくなりやすい。また、被冷却流体は、冷媒流路を流れる冷媒によって徐々に冷却されていくため、被冷却流体は、被冷却流体流路の下流側では上流側に比べて低温になっており、隔壁の熱流束は、被冷却流体流路の下流側ほど小さくなっている。   The upstream side of the cooled fluid channel is a partition located upstream of the cooled fluid channel because the cooled fluid is hot because the cooled fluid has just flowed into the cooled fluid channel. This heat flux tends to be larger than the heat flux of the partition located on the downstream side of the fluid flow path to be cooled. In addition, since the fluid to be cooled is gradually cooled by the refrigerant flowing through the refrigerant flow path, the fluid to be cooled is at a lower temperature on the downstream side of the fluid flow path than the upstream side, and the heat flow of the partition wall The bundle is smaller toward the downstream side of the fluid flow path to be cooled.

本発明では、被冷却流体流路の上流側に対応する冷媒流路の流路断面積を、被冷却流体流路の下流側に対応する冷媒流路の流路断面積よりも大きくすることで、被冷却流体流路における上流側での限界熱流束を大きくすることができる。その結果、被冷却流体流路の上流側に対応する冷媒流路内の隔壁においてバーンアウトの発生を回避することができる。また、被冷却流体流路の下流側に対応する冷媒流路の流路断面積は、被冷却流体流路の上流側に対応する冷媒流路の流路断面積よりも小さくなっており、被冷却流体流路における下流側での限界熱流束は小さくなっている。ここで、被冷却流体流路の下流部では、被冷却流体が冷媒によって冷却されて隔壁の熱流束が小さくなっており、隔壁の熱流束が限界熱流束以上になることがなく、バーンアウトの発生が回避される。その結果、熱交換性能を維持しながら沸騰冷却式熱交換器自体を小型化することができ、且つバーンアウトの発生を回避することができる。   In the present invention, the flow path cross-sectional area of the refrigerant flow path corresponding to the upstream side of the cooled fluid flow path is made larger than the flow path cross-sectional area of the refrigerant flow path corresponding to the downstream side of the cooled fluid flow path. The critical heat flux on the upstream side of the cooled fluid flow path can be increased. As a result, it is possible to avoid the occurrence of burnout in the partition wall in the refrigerant flow path corresponding to the upstream side of the fluid flow path to be cooled. In addition, the flow path cross-sectional area of the refrigerant flow path corresponding to the downstream side of the cooled fluid flow path is smaller than the flow path cross-sectional area of the refrigerant flow path corresponding to the upstream side of the cooled fluid flow path. The critical heat flux on the downstream side in the cooling fluid channel is small. Here, in the downstream portion of the fluid flow path to be cooled, the fluid to be cooled is cooled by the refrigerant and the heat flux of the partition wall is reduced, so that the heat flux of the partition wall does not exceed the critical heat flux, and the burnout Occurrence is avoided. As a result, the boiling cooling heat exchanger itself can be reduced in size while maintaining the heat exchange performance, and the occurrence of burnout can be avoided.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記被冷却流体流路は、前記被冷却流体流路における上流側の流路断面積が小さく、且つ前記被冷却流体流路における下流側の流路断面積が大きくなるように、前記被冷却流体流路の上流側から下流側にかけて徐々に広がっていることを要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the cooled fluid channel has a small upstream channel cross-sectional area in the cooled fluid channel, and the cooled fluid channel. The gist of the present invention is that it gradually spreads from the upstream side to the downstream side of the fluid flow path to be cooled so that the cross-sectional area of the downstream side of the channel becomes larger.

これによれば、沸騰冷却式熱交換器の周壁を冷媒流路の上流側から下流側にかけて徐々に広がっていくテーパ状にして、冷媒流路における下流側の流路断面積を大きくする場合のように沸騰冷却式熱交換器自体が大型化することなく、冷媒流路における下流側の流路断面積を大きくすることができる。   According to this, when the peripheral wall of the boiling cooling type heat exchanger is tapered so as to gradually widen from the upstream side to the downstream side of the refrigerant flow path, the flow passage sectional area on the downstream side in the refrigerant flow path is increased. Thus, the flow passage cross-sectional area on the downstream side in the refrigerant flow passage can be increased without increasing the size of the boiling cooling heat exchanger itself.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記被冷却流体流路を流れる被冷却流体の流通方向と、前記冷媒流路を流れる冷媒の流通方向とが互いに対向していることを要旨とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the flow direction of the cooled fluid that flows through the cooled fluid flow path and the flow direction of the refrigerant that flows through the refrigerant flow path are The gist is that they face each other.

冷媒流路を流れる冷媒の温度は、入口で最も低く出口側(下流側)ほど高くなる。また、被冷却流体流路を流れる被冷却流体の温度は、入口で最も高く出口側(下流側)ほど低くなる。この発明によれば、温度が最も低い冷媒により、温度が低くなっている被冷却流体を冷却するため、被冷却流体と冷媒との間で温度差をつけることができる。よって、例えば、並行流のように、温度が最も低い冷媒により、温度が最も高い被冷却流体を冷却する場合に比べて、熱交換性能を向上させることができる。   The temperature of the refrigerant flowing through the refrigerant flow path is lowest at the inlet and higher at the outlet side (downstream side). Further, the temperature of the cooled fluid flowing through the cooled fluid flow path is highest at the inlet and lower at the outlet side (downstream side). According to the present invention, since the fluid to be cooled whose temperature is low is cooled by the refrigerant having the lowest temperature, it is possible to make a temperature difference between the fluid to be cooled and the refrigerant. Therefore, for example, the heat exchange performance can be improved compared to the case where the cooled fluid having the highest temperature is cooled by the refrigerant having the lowest temperature, such as parallel flow.

この発明によれば、熱交換性能を維持しながら小型化することができ、且つバーンアウトの発生を回避することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the size while maintaining the heat exchange performance, and to avoid the occurrence of burnout.

実施形態における熱交換器を示す斜視図。The perspective view which shows the heat exchanger in embodiment. 熱交換器の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of a heat exchanger. (a)は図2におけるA−A線縦断面図、(b)は図2におけるB−B線縦断面図。(A) is the AA line longitudinal cross-sectional view in FIG. 2, (b) is the BB line vertical cross-sectional view in FIG. 比較のための被冷却流体流路の流通方向及び冷媒流路の流通方向における位置と熱流束との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the flow direction of the to-be-cooled fluid flow path for a comparison, and the position in the flow direction of a refrigerant flow path, and a heat flux. 被冷却流体流路の流通方向及び冷媒流路の流通方向における位置と熱流束との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship in the distribution direction of a to-be-cooled fluid flow path, the position in the distribution direction of a refrigerant flow path, and a heat flux. 別の実施形態における熱交換器を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the heat exchanger in another embodiment. (a)は図6におけるC−C線縦断面図、(b)は図6におけるD−D線縦断面図。(A) is the CC sectional view taken on the line in FIG. 6, (b) is the DD sectional view taken on the line in FIG. 別の実施形態における熱交換器を示す斜視図。The perspective view which shows the heat exchanger in another embodiment.

以下、本発明を車両の排気ガス再循環装置(EGR:Exhaust Gas Recirculation)におけるEGRガスの沸騰冷却装置(EGRクーラ)の沸騰冷却式熱交換器(以下、単に「熱交換器」と記載する)に具体化した一実施形態を図1〜図5にしたがって説明する。この排気ガス再循環装置の熱交換器11は、被冷却流体としてのEGRガスと、冷媒としての水(液冷媒)とで熱交換させ、水の一部を沸騰させてEGRガスを冷却する。なお、以下の説明において、「前後方向」をいう場合は、特に説明がない限り、図1において矢印Y1で示す方向を「前後方向」とする。   Hereinafter, the present invention is a boiling cooling type heat exchanger (hereinafter, simply referred to as “heat exchanger”) of an EGR gas boiling cooling device (EGR cooler) in an exhaust gas recirculation (EGR) of a vehicle. 1 to 5 will be described with reference to FIGS. The heat exchanger 11 of the exhaust gas recirculation device performs heat exchange between the EGR gas as the fluid to be cooled and the water (liquid refrigerant) as the refrigerant, and boiles part of the water to cool the EGR gas. In the following description, when referring to the “front-rear direction”, the direction indicated by the arrow Y1 in FIG. 1 is the “front-rear direction” unless otherwise specified.

図1に示すように、熱交換器11の外郭をなす略円筒状のハウジング12内には、熱交換部13が収容されている。ハウジング12内において、熱交換部13よりも前方(一方)側には、被冷却流体導入部14が設けられるとともに、熱交換部13よりも後方(他方)側には、被冷却流体排出部15が設けられている。   As shown in FIG. 1, a heat exchange section 13 is accommodated in a substantially cylindrical housing 12 that forms an outline of the heat exchanger 11. In the housing 12, a cooled fluid introduction unit 14 is provided on the front side (one side) of the heat exchange unit 13, and on the rear side (the other side) of the heat exchange unit 13, the cooled fluid discharge unit 15. Is provided.

ハウジング12の前端(一端)面には、EGRガスを被冷却流体導入部14内に導入するための導入配管16が接続されるとともに、ハウジング12の後端(他端)面には、EGRガスを被冷却流体排出部15から排出するための排出配管17が接続されている。熱交換器11は、導入配管16がEGR通路入口側に連結されるとともに、排出配管17がEGR通路出口側に連結されて使用される。   The front end (one end) surface of the housing 12 is connected to an introduction pipe 16 for introducing the EGR gas into the fluid to be cooled introduction portion 14, and the rear end (other end) surface of the housing 12 is connected to the EGR gas. Is connected to the cooling fluid discharge part 15. The heat exchanger 11 is used with the introduction pipe 16 connected to the EGR passage inlet side and the discharge pipe 17 connected to the EGR passage outlet side.

ハウジング12の周壁における後端(他端)寄りには、水をハウジング12内の熱交換部13内に導入するための冷媒導入配管22が二本接続されるとともに、二本の冷媒導入配管22は、ハウジング12の互いに対向する位置に接続されている。また、ハウジング12の周壁における前端(一端)寄りには、熱交換部13から水を排出するための冷媒排出配管23が二本接続されるとともに、二本の冷媒排出配管23は、ハウジング12の互いに対向する位置に接続されている。冷媒導入配管22は、水の循環管路(図示せず)の一端と連結されるとともに、冷媒排出配管23は、循環管路の他端と連結されている。   Near the rear end (other end) of the peripheral wall of the housing 12, two refrigerant introduction pipes 22 for introducing water into the heat exchanging portion 13 in the housing 12 are connected, and two refrigerant introduction pipes 22 are connected. Are connected to opposite positions of the housing 12. In addition, two refrigerant discharge pipes 23 for discharging water from the heat exchange unit 13 are connected to the front end (one end) of the peripheral wall of the housing 12, and the two refrigerant discharge pipes 23 are connected to the housing 12. They are connected to positions facing each other. The refrigerant introduction pipe 22 is connected to one end of a water circulation line (not shown), and the refrigerant discharge pipe 23 is connected to the other end of the circulation line.

熱交換部13は、複数(本実施形態では5本)の管(パイプ)18と、管18における前方(一方)の開口端に接合された前壁13aと、後方(他方)の開口端に接合された後壁13bとを備えている。管18は、前方の開口が被冷却流体導入部14側に位置するとともに、後方の開口が被冷却流体排出部15側に位置するように配置されている。   The heat exchanging unit 13 includes a plurality (five in this embodiment) of pipes (pipes) 18, a front wall 13 a joined to the front (one) open end of the pipe 18, and a rear (other) open end. And a joined rear wall 13b. The pipe 18 is arranged such that the front opening is located on the cooled fluid introduction part 14 side and the rear opening is located on the cooled fluid discharge part 15 side.

図2に示すように、前壁13aには、管18における前方の開口と対応する部位に導入孔13cが形成されるとともに、導入孔13cを介して管18内と被冷却流体導入部14とが連通している。また、後壁13bには、管18における後方の開口と対応する部位に排出孔13dが形成されるとともに、排出孔13dを介して管18内と被冷却流体排出部15とが連通している。   As shown in FIG. 2, an introduction hole 13c is formed in the front wall 13a at a site corresponding to the front opening of the pipe 18, and the inside of the pipe 18 and the fluid-to-be-cooled introduction part 14 are connected via the introduction hole 13c. Are communicating. The rear wall 13b is formed with a discharge hole 13d at a portion corresponding to the rear opening of the pipe 18, and the inside of the pipe 18 and the cooled fluid discharge portion 15 are communicated with each other through the discharge hole 13d. .

そして、導入配管16から被冷却流体導入部14に流入されたEGRガスは、前壁13aの導入孔13cを介して管18内に流入されるとともに、後壁13bの排出孔13dを介して被冷却流体排出部15に流出され、排出配管17を介してEGR通路出口側に流入されるようになっている。したがって、図2に示すように、管18内にEGRガスが流れる被冷却流体流路21が形成されている。   The EGR gas that has flowed into the cooled fluid introducing portion 14 from the introduction pipe 16 flows into the pipe 18 through the introduction hole 13c in the front wall 13a, and is covered through the discharge hole 13d in the rear wall 13b. It flows out to the cooling fluid discharge part 15 and flows into the EGR passage outlet side via the discharge pipe 17. Therefore, as shown in FIG. 2, a cooled fluid flow path 21 through which the EGR gas flows is formed in the pipe 18.

被冷却流体流路21において、管18の前方の開口をEGRガスの入口とするとともに、管18の入口側をEGRガスの流通方向(図2に示す矢印X1の方向)における被冷却流体流路21の上流側とする。また、被冷却流体流路21において、管18の後方の開口を出口とするとともに、管18の出口側をEGRガスの流通方向における被冷却流体流路21の下流側とする。ここで、本実施形態における「被冷却流体流路21の上流側」とは、被冷却流体流路21における流通方向での中央部よりも入口側にかけての領域のことをいい、以下の説明において、「被冷却流体流路21の上流部21a」とする。また、本実施形態における「被冷却流体流路21の下流側」とは、被冷却流体流路21における流通方向での中央部よりも出口側にかけての領域のことをいい、以下の説明において、「被冷却流体流路21の下流部21b」とする。   In the fluid flow path 21 to be cooled, the opening in front of the pipe 18 is used as an EGR gas inlet, and the inlet side of the pipe 18 is a flow path to be cooled in the flow direction of the EGR gas (the direction of the arrow X1 shown in FIG. 2). 21 upstream. Further, in the fluid flow path 21 to be cooled, the opening behind the pipe 18 is an outlet, and the outlet side of the pipe 18 is a downstream side of the fluid flow path 21 in the flow direction of the EGR gas. Here, the “upstream side of the fluid flow path 21 to be cooled” in the present embodiment refers to a region from the central portion in the flow direction in the fluid flow path 21 to be cooled to the inlet side. , “The upstream portion 21a of the fluid flow path 21 to be cooled”. In addition, the “downstream side of the fluid flow path 21 to be cooled” in the present embodiment refers to a region from the central portion in the flow direction in the fluid flow path 21 to be cooled to the outlet side. It is assumed that “the downstream part 21 b of the fluid flow path 21 to be cooled”.

管18の管径(外径)は、前壁13aから後壁13b、すなわち被冷却流体流路21の上流部21aから下流部21bに向かうにつれて徐々に大きくなるようにテーパ状に形成されている。図3(a)及び(b)に示すように、被冷却流体流路21の上流部21aにおける管18の管径R1は、被冷却流体流路21の下流部21bにおける管18の管径R2よりも小さくなっている。このため、被冷却流体流路21の流路断面積は、上流部21aから下流部21bに向かうにつれて徐々に大きくなっている。   The pipe diameter (outer diameter) of the pipe 18 is formed in a tapered shape so as to gradually increase from the front wall 13a to the rear wall 13b, that is, from the upstream portion 21a to the downstream portion 21b of the fluid flow path 21 to be cooled. . As shown in FIGS. 3A and 3B, the pipe diameter R1 of the pipe 18 in the upstream portion 21a of the cooled fluid flow path 21 is equal to the pipe diameter R2 of the pipe 18 in the downstream portion 21b of the cooled fluid flow path 21. Is smaller than For this reason, the channel cross-sectional area of the cooled fluid channel 21 gradually increases from the upstream portion 21a toward the downstream portion 21b.

熱交換部13において、ハウジング12と、前壁13aと後壁13bとに囲まれた空間のうち、管18の外側には冷媒流路24が区画形成されている。すなわち、冷媒流路24は、被冷却流体流路21を囲繞するように設けられるとともに、管18の管壁19が、被冷却流体流路21と冷媒流路24とを区画する隔壁を形成している。そして、二本の冷媒導入配管22から冷媒流路24に水が導入されるとともに、冷媒流路24を通過した水は、二本の冷媒排出配管23に流出されて循環管路に還流される。   In the heat exchange section 13, a refrigerant flow path 24 is defined on the outside of the pipe 18 in a space surrounded by the housing 12, the front wall 13 a and the rear wall 13 b. That is, the refrigerant flow path 24 is provided so as to surround the cooled fluid flow path 21, and the tube wall 19 of the pipe 18 forms a partition that partitions the cooled fluid flow path 21 and the refrigerant flow path 24. ing. Then, water is introduced into the refrigerant flow path 24 from the two refrigerant introduction pipes 22, and the water that has passed through the refrigerant flow path 24 flows out into the two refrigerant discharge pipes 23 and is returned to the circulation line. .

冷媒流路24において、冷媒導入配管22側を水の流通方向(図2に示す矢印X2の方向)における冷媒流路24の上流側とする。また、冷媒流路24において、冷媒排出配管23側を水の流通方向における冷媒流路24の下流側とする。ここで、本実施形態における「冷媒流路24の上流側」とは、冷媒流路24における流通方向の中央部よりも冷媒導入配管22側にかけての領域のことをいい、以下の説明において、「冷媒流路24の上流部24a」とする。また、本実施形態における「冷媒流路24の下流側」とは、冷媒流路24における流通方向の中央部よりも冷媒排出配管23側にかけての領域のことをいい、以下の説明において、「冷媒流路24の下流部24b」とする。   In the refrigerant flow path 24, the refrigerant introduction pipe 22 side is the upstream side of the refrigerant flow path 24 in the water flow direction (the direction of the arrow X2 shown in FIG. 2). In the refrigerant flow path 24, the refrigerant discharge pipe 23 side is the downstream side of the refrigerant flow path 24 in the water flow direction. Here, the “upstream side of the refrigerant flow path 24” in the present embodiment refers to a region extending from the central portion in the flow direction of the refrigerant flow path 24 to the refrigerant introduction pipe 22 side. The upstream portion 24a "of the refrigerant flow path 24 is assumed. In addition, the “downstream side of the refrigerant flow path 24” in the present embodiment refers to a region extending from the central portion in the flow direction of the refrigerant flow path 24 to the refrigerant discharge pipe 23 side. The downstream portion 24b of the flow path 24 ”.

そして、冷媒流路24の流路断面積は、冷媒流路24の上流部24aから下流部24bに向かうにつれて徐々に大きくなっている。その結果、被冷却流体流路21の上流部21aに対応する冷媒流路24の下流部24bにおける流路断面積は、被冷却流体流路21の下流部21bに対応する冷媒流路24の上流部24aにおける流路断面積よりも大きくなっている。また、本実施形態における熱交換器11でのEGRガス及び水の流れは、EGRガスの流通方向と水の流通方向とが対向する対向流となっている。   The flow passage cross-sectional area of the refrigerant flow passage 24 gradually increases from the upstream portion 24a of the refrigerant flow passage 24 toward the downstream portion 24b. As a result, the flow path cross-sectional area in the downstream portion 24b of the refrigerant flow path 24 corresponding to the upstream portion 21a of the cooled fluid flow path 21 is upstream of the refrigerant flow path 24 corresponding to the downstream portion 21b of the cooled fluid flow path 21. It is larger than the cross-sectional area of the channel in the portion 24a. Moreover, the flow of EGR gas and water in the heat exchanger 11 in this embodiment is a counter flow in which the flow direction of the EGR gas and the flow direction of the water face each other.

ここで、図4のグラフに、被冷却流体流路21及び冷媒流路24の流路断面積それぞれが流通方向の上流部21a,24aから下流部21b,24bにかけて一定とした場合の限界熱流束(実線)と熱流束(破線)を示す。図4のグラフに、被冷却流体流路21の流通方向及び冷媒流路24の流通方向における位置(横軸)と、熱流束(縦軸)との関係を示す。   Here, in the graph of FIG. 4, the limit heat flux when the channel cross-sectional areas of the cooled fluid channel 21 and the refrigerant channel 24 are constant from the upstream portions 21 a and 24 a to the downstream portions 21 b and 24 b in the flow direction. (Solid line) and heat flux (dashed line) are shown. The graph of FIG. 4 shows the relationship between the flow direction of the fluid flow path 21 to be cooled and the position (horizontal axis) in the flow direction of the refrigerant flow path 24 and the heat flux (vertical axis).

図4のグラフに示すように、EGRガスは、被冷却流体流路21の上流部21aでは被冷却流体流路21内に流入して間もないため高温であり、下流部21bに向かうほど水との熱交換によって冷却されて低温になる。このため、図4における破線に示すように、管壁19の熱流束は、被冷却流体流路21の上流部21a側ほど大きく、被冷却流体流路21の下流部21bに向かうにつれて小さくなる。   As shown in the graph of FIG. 4, the EGR gas has a high temperature because it has just flown into the cooled fluid flow path 21 in the upstream portion 21a of the cooled fluid flow path 21, and the water flows toward the downstream portion 21b. It is cooled by heat exchange with and becomes low temperature. For this reason, as shown by the broken line in FIG. 4, the heat flux of the tube wall 19 increases toward the upstream portion 21 a side of the cooled fluid channel 21 and decreases toward the downstream portion 21 b of the cooled fluid channel 21.

一方、水は、冷媒流路24の上流部24aでは冷媒流路24内に流入して間もないため低温であり、下流部24bに向かうほどEGRガスとの熱交換により一部が沸騰し、水と気泡とが混合した状態となる。そして、水は、気泡と混合した状態で冷媒流路24内を冷媒流路24の出口に向かって移動する。気泡は、冷媒流路24の下流部24bに行くにしたがって互いに合体して大きくなったり、数が増えたりするため、図4における実線で示すように、限界熱流束は、冷媒流路24の上流部24aから下流部24bに向かうにつれて小さくなっている。   On the other hand, water is low in temperature immediately after flowing into the refrigerant flow path 24 in the upstream portion 24a of the refrigerant flow path 24, and partly boils due to heat exchange with the EGR gas toward the downstream portion 24b. Water and bubbles are mixed. Then, the water moves in the refrigerant flow path 24 toward the outlet of the refrigerant flow path 24 while being mixed with the bubbles. Since the bubbles merge with each other and increase in number as they go to the downstream portion 24b of the refrigerant flow path 24, the critical heat flux is upstream of the refrigerant flow path 24 as shown by the solid line in FIG. It becomes small as it goes to the downstream part 24b from the part 24a.

そして、本実施形態では、図2に示すように、被冷却流体流路21は、管壁19の熱流束が大きくなる上流部21aほど流路断面積が小さく、管壁19の熱流束が小さくなる下流部21bほど流路断面積が大きくなるように、管18がテーパ状に形成されている。また、被冷却流体流路21は、限界熱流束が大きくなる冷媒流路24の上流部24aに対応する下流部21bほど流路断面積が大きく、限界熱流束が小さくなる冷媒流路24の下流部24bに対応する上流部21aほど流路断面積が小さくなっている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the fluid flow path 21 to be cooled has a smaller cross-sectional area in the upstream portion 21 a where the heat flux of the tube wall 19 becomes larger, and the heat flux of the tube wall 19 becomes smaller. The pipe 18 is formed in a tapered shape so that the downstream cross section 21b becomes larger in the cross-sectional area of the flow path. Further, the cooled fluid channel 21 has a channel cross-sectional area that is larger in the downstream portion 21b corresponding to the upstream portion 24a of the refrigerant channel 24 where the critical heat flux is larger, and is downstream of the refrigerant channel 24 where the critical heat flux is smaller. The upstream section 21a corresponding to the section 24b has a smaller channel cross-sectional area.

次に、上記構成の熱交換器11における作用について、図4及び図5のグラフを用いて説明する。
さて、車両が運転されると、内燃機関の排気ガスの一部であるEGRガスがEGR通路入口側に流入されるとともに導入配管16、被冷却流体導入部14及び導入孔13cを介して被冷却流体流路21内に導入される。被冷却流体流路21内に導入されたEGRガスは、被冷却流体流路21の入口から出口に向かって流れる。
Next, the effect | action in the heat exchanger 11 of the said structure is demonstrated using the graph of FIG.4 and FIG.5.
Now, when the vehicle is operated, EGR gas, which is a part of the exhaust gas of the internal combustion engine, flows into the EGR passage inlet side and is cooled through the introduction pipe 16, the cooled fluid introduction portion 14, and the introduction hole 13c. It is introduced into the fluid flow path 21. The EGR gas introduced into the cooled fluid channel 21 flows from the inlet of the cooled fluid channel 21 toward the outlet.

一方、水は、循環管路上に配設される図示しないポンプが駆動することで循環管路内を強制的に循環させられるとともに、冷媒導入配管22を介して冷媒流路24内に導入される。冷媒流路24内に導入された水は、冷媒流路24の入口から出口に向かって流れる。   On the other hand, water is forcibly circulated in the circulation line by driving a pump (not shown) disposed on the circulation line, and is introduced into the refrigerant flow path 24 through the refrigerant introduction pipe 22. . The water introduced into the refrigerant channel 24 flows from the inlet to the outlet of the refrigerant channel 24.

そして、熱交換器11では、EGRガスの熱が管壁19を介して水に熱伝達される。ここで、被冷却流体流路21は、上流部21aほど流路断面積が小さくなっているとともに、冷媒流路24は、下流部24bほど流路断面積が大きくなっている。その結果、被冷却流体流路21の上流部21aでの限界熱流束が大きくなる。このため、熱流束の大きい被冷却流体流路21の上流部21aであっても、管壁19の熱流束が限界熱流束以上になることが防止される。   In the heat exchanger 11, the heat of the EGR gas is transferred to water through the tube wall 19. Here, the fluid flow channel 21 to be cooled has a smaller channel cross-sectional area toward the upstream portion 21a, and the refrigerant channel 24 has a larger channel cross-sectional area toward the downstream portion 24b. As a result, the critical heat flux at the upstream portion 21a of the fluid flow path 21 is increased. For this reason, even in the upstream portion 21a of the cooled fluid flow path 21 having a large heat flux, the heat flux of the tube wall 19 is prevented from exceeding the critical heat flux.

ここで、図5のグラフに、本実施形態において、被冷却流体流路21の流通方向及び冷媒流路24の流通方向における位置(横軸)と、熱流束(縦軸)との関係を示すとともに、限界熱流束を実線で示し、熱流束を破線で示す。   Here, the graph of FIG. 5 shows the relationship between the position (horizontal axis) in the flow direction of the fluid flow path 21 to be cooled and the flow direction of the refrigerant flow path 24 in the present embodiment, and the heat flux (vertical axis). In addition, the critical heat flux is indicated by a solid line, and the heat flux is indicated by a broken line.

図5のグラフに示すように、限界熱流束は、冷媒流路24の下流部24bほど大きく、被冷却流体流路21の上流部21aであっても、管壁19の熱流束よりも大きくなっている。その結果、管壁19におけるバーンアウトの発生を回避することができる。また、冷媒流路24の上流部24aでは、流路断面積が小さいため限界熱流束が小さくなっているが、被冷却流体流路21の下流部21bでは、EGRガスは冷却されているため、管壁19の熱流束が限界熱流束以上になることはない。   As shown in the graph of FIG. 5, the limit heat flux is larger in the downstream portion 24 b of the refrigerant flow path 24, and is larger than the heat flux of the tube wall 19 even in the upstream portion 21 a of the cooled fluid flow path 21. ing. As a result, the occurrence of burnout in the pipe wall 19 can be avoided. Further, in the upstream portion 24a of the refrigerant flow path 24, the critical heat flux is small because the flow path cross-sectional area is small, but in the downstream portion 21b of the cooled fluid flow path 21, the EGR gas is cooled, The heat flux of the tube wall 19 does not exceed the critical heat flux.

そして、管壁19を介して水とEGRガスとの熱交換が行われると、管壁19で水が沸騰して蒸気となり、その沸騰気化潜熱を利用して被冷却流体流路21内を流れるEGRガスを冷却する。そして、EGRガスを冷却した水は、冷媒排出配管23を介して循環管路へ排出されるとともに、循環管路へ排出された水は、循環管路上に設けられた図示しない冷媒凝縮部によって凝縮されて、再び熱交換器11に供給される。また、冷却されたEGRガスは、被冷却流体流路21の出口から排出配管17を介してEGR通路出口側へ流入されるとともに、EGR通路出口側に流入されたEGRガスは内燃機関の吸気系に還流される。   When heat is exchanged between the water and the EGR gas via the tube wall 19, the water boils and becomes steam at the tube wall 19, and flows in the cooled fluid channel 21 using the boiling vaporization latent heat. Cool the EGR gas. And the water which cooled EGR gas is discharged | emitted to a circulation line via the refrigerant | coolant discharge piping 23, and the water discharged | emitted to the circulation line is condensed by the refrigerant | coolant condensing part not shown provided in the circulation line. Then, it is supplied to the heat exchanger 11 again. The cooled EGR gas flows from the outlet of the fluid flow path 21 to the EGR passage outlet side through the discharge pipe 17, and the EGR gas that flows into the EGR passage outlet side is an intake system of the internal combustion engine. To reflux.

上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
(1)被冷却流体流路21は、上流部21aほど流路断面積が小さく、下流部21bほど流路断面積が大きくなっている。そして、EGRガスの温度が高く管壁19の熱流束が大きい被冷却流体流路21の上流部21aであっても、冷媒流路24の流路断面積を大きくすることで管壁19の熱流束を限界熱流束より小さくしてバーンアウトの発生を回避することができる。また、冷媒流路24の流路断面積は、上流部24aほど小さくなっており、限界熱流束は小さくなっている。しかし、被冷却流体流路21の下流部21bでは、EGRガスは低温になっているため、冷媒流路24の流路断面積を大きく確保する必要がない。その結果として、熱交換性能を維持しながら熱交換器11自体を小型化することができ、且つバーンアウトの発生を回避することができる。
In the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The fluid flow channel 21 to be cooled has a smaller channel cross-sectional area at the upstream portion 21a and a larger channel cross-sectional area at the downstream portion 21b. Even in the upstream portion 21a of the cooled fluid passage 21 where the temperature of the EGR gas is high and the heat flux of the tube wall 19 is large, the heat flow of the tube wall 19 can be increased by increasing the cross-sectional area of the refrigerant passage 24. The bundle can be made smaller than the critical heat flux to avoid burnout. Further, the flow passage cross-sectional area of the refrigerant flow passage 24 is smaller toward the upstream portion 24a, and the critical heat flux is smaller. However, since the EGR gas is at a low temperature in the downstream portion 21b of the cooled fluid channel 21, it is not necessary to ensure a large channel cross-sectional area of the refrigerant channel 24. As a result, the heat exchanger 11 itself can be downsized while maintaining the heat exchange performance, and the occurrence of burnout can be avoided.

(2)管18を、被冷却流体流路21の上流部21aから下流部21bにかけて徐々に広げてテーパ状にすることで、冷媒流路24における下流部24bの流路断面積を大きくするとともに、冷媒流路24における上流部24aの流路断面積を小さくした。よって、例えば、図6に示すように、ハウジング12の周壁を冷媒流路24の上流部24aから下流部24bにかけて徐々に広がっていくテーパ状にして、冷媒流路24における下流部24bの流路断面積を大きくする場合のように熱交換器11自体が大型化することなく、冷媒流路24における下流部24bの流路断面積を大きくすることができる。   (2) The pipe 18 is gradually widened from the upstream portion 21a to the downstream portion 21b of the fluid channel 21 to be cooled to have a tapered shape, thereby increasing the channel cross-sectional area of the downstream portion 24b in the refrigerant channel 24. The channel cross-sectional area of the upstream portion 24a in the refrigerant channel 24 is reduced. Therefore, for example, as shown in FIG. 6, the peripheral wall of the housing 12 is tapered so as to gradually expand from the upstream portion 24 a to the downstream portion 24 b of the refrigerant flow path 24, and the flow path of the downstream portion 24 b in the refrigerant flow path 24. The channel cross-sectional area of the downstream portion 24b in the refrigerant channel 24 can be increased without increasing the size of the heat exchanger 11 itself as in the case of increasing the cross-sectional area.

(3)被冷却流体流路21を流れるEGRガスの流通方向と、冷媒流路24を流れる水の流通方向とが互いに対向している。冷媒流路24を流れる水の温度は、入口で最も低く出口側(下流側)ほど高くなる。また、被冷却流体流路21を流れるEGRガスの温度は、入口で最も高く出口側(下流側)ほど低くなる。よって、本実施形態では、温度が最も低い水により、温度が低くなっているEGRガスを冷却するため、EGRガスと水との間で温度差をつけることができる。よって、例えば、並行流のように、温度が最も低い水により、温度が最も高いEGRガスを冷却する場合に比べて、熱交換性能を向上させることができる。   (3) The flow direction of the EGR gas flowing through the cooled fluid flow path 21 and the flow direction of water flowing through the refrigerant flow path 24 are opposed to each other. The temperature of water flowing through the refrigerant flow path 24 is lowest at the inlet and higher at the outlet side (downstream side). Further, the temperature of the EGR gas flowing through the cooled fluid flow path 21 is highest at the inlet and lower at the outlet side (downstream side). Therefore, in this embodiment, since the EGR gas having a low temperature is cooled by the water having the lowest temperature, it is possible to make a temperature difference between the EGR gas and the water. Therefore, for example, the heat exchange performance can be improved as compared with the case where the EGR gas having the highest temperature is cooled by the water having the lowest temperature as in the parallel flow.

(4)被冷却流体流路21は、上流部21aから下流部21bに向かうにつれて徐々に大きくなっているため、冷媒流路24の流路断面積は、上流部24aから下流部24bに向かうにつれて徐々に大きくなる。よって、被冷却流体流路21の上流部21aから下流部21bに向かうにつれて、限界熱流束を徐々に小さくすることができ、被冷却流体流路21の上流部21aから下流部21bに向かうにつれて徐々に小さくなっていく管壁19の熱流束と限界熱流束との差を均等にすることができる。   (4) Since the fluid channel 21 to be cooled gradually increases from the upstream portion 21a toward the downstream portion 21b, the cross-sectional area of the refrigerant passage 24 increases from the upstream portion 24a toward the downstream portion 24b. Gradually grows. Therefore, the critical heat flux can be gradually reduced as it goes from the upstream portion 21a to the downstream portion 21b of the cooled fluid flow path 21, and gradually as it goes from the upstream portion 21a to the downstream portion 21b of the cooled fluid flow path 21. Thus, the difference between the heat flux of the tube wall 19 and the critical heat flux that become smaller can be made uniform.

(5)被冷却流体流路21における上流部21aほど流路断面積が小さくなっているため、被冷却流体流路21を複数配置した場合には、被冷却流体流路21の上流部21aに対応する冷媒流路24の下流部24bにおいて、隣り合う管18同士の間隔を広げることができる。よって、隣り合う管18同士の間で熱流束が大きくなることを防止することができ、バーンアウトの発生を回避することができる。   (5) Since the channel cross-sectional area is smaller in the upstream portion 21 a in the cooled fluid channel 21, when a plurality of cooled fluid channels 21 are arranged, the upstream portion 21 a of the cooled fluid channel 21 The space | interval of adjacent pipe | tubes 18 can be expanded in the downstream part 24b of the corresponding refrigerant flow path 24. FIG. Therefore, it is possible to prevent the heat flux from increasing between the adjacent tubes 18 and to avoid the occurrence of burnout.

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態において、管18をテーパ状にしたが、これに限らない。例えば、図6に示すように、管18を被冷却流体流路21の上流部21aから下流部21bにかけて流路断面積が一定になるように直管状に形成するとともに、ハウジング12の周壁を、冷媒流路24の上流部24aから下流部24bにかけて徐々に広がっていくテーパ状に形成してもよい。図7(a)及び(b)に示すように、被冷却流体流路21の上流部21aに対応するハウジング12の管径(外径)R3は、被冷却流体流路21の下流部21bに対応するハウジング12の管径(外径)R4よりも大きくなっている。よって、冷媒流路24の流路断面積は、下流部24bほど大きくなっている。これによれば、冷媒流路24の下流部24bは、管18とハウジング12の内面との間隔が広がり、管18とハウジング12の内面との間で熱流束が大きくなることを防止することができるとともに、バーンアウトの発生を回避することができる。また、被冷却流体流路21における下流部21bの流路断面積を大きくすることにより、被冷却流体流路21の下流部21bにおける熱伝達量が増加するため、EGRガスの温度をさらに低下させることができる。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In embodiment, although the pipe | tube 18 was made into the taper shape, it is not restricted to this. For example, as shown in FIG. 6, the pipe 18 is formed in a straight tube shape so that the cross-sectional area of the flow path is constant from the upstream portion 21 a to the downstream portion 21 b of the cooled fluid flow path 21, and the peripheral wall of the housing 12 is You may form in the taper shape which spreads gradually from the upstream part 24a of the refrigerant flow path 24 to the downstream part 24b. As shown in FIGS. 7A and 7B, the tube diameter (outer diameter) R3 of the housing 12 corresponding to the upstream portion 21a of the fluid flow path 21 is connected to the downstream portion 21b of the fluid flow path 21. The tube diameter (outer diameter) R4 of the corresponding housing 12 is larger. Therefore, the flow path cross-sectional area of the refrigerant flow path 24 is increased toward the downstream portion 24b. According to this, in the downstream portion 24b of the refrigerant flow path 24, the interval between the tube 18 and the inner surface of the housing 12 is widened, and it is possible to prevent the heat flux from increasing between the tube 18 and the inner surface of the housing 12. In addition, the occurrence of burnout can be avoided. Moreover, since the amount of heat transfer in the downstream portion 21b of the cooled fluid channel 21 increases by increasing the channel cross-sectional area of the downstream portion 21b in the cooled fluid channel 21, the temperature of the EGR gas is further reduced. be able to.

○ 実施形態において、管18をテーパ状にしたが、これに限らない。例えば、図8に示すように、導入配管16から二つに分岐された管18をスパイラル状にするとともに、管18におけるスパイラルのピッチを被冷却流体流路21の上流部21aから下流部21bにかけて徐々に狭くしていってもよい。これによれば、冷媒流路24の下流部24b内における管18が占める割合を、冷媒流路24の上流部24a内における管18が示す割合よりも少なくすることができる。その結果、前後方向(図8に示す矢印Y1の方向)に沿う断面において、被冷却流体流路21の上流部21aに対応する冷媒流路24における下流部24bの流路断面積を大きくすることができる。また、被冷却流体流路21の上流部21aにおいて、管18におけるスパイラルのピッチが大きくなっているため管18同士の間隔が広がり、管18同士の間で熱流束が大きくなることを防止することができ、バーンアウトの発生を回避することができる。   In embodiment, although the pipe | tube 18 was made into the taper shape, it is not restricted to this. For example, as shown in FIG. 8, the pipe 18 branched into two from the introduction pipe 16 is formed into a spiral shape, and the spiral pitch in the pipe 18 is extended from the upstream portion 21a to the downstream portion 21b of the cooled fluid flow path 21. It may be narrowed gradually. According to this, the ratio which the pipe | tube 18 occupies in the downstream part 24b of the refrigerant | coolant flow path 24 can be made smaller than the ratio which the pipe | tube 18 in the upstream part 24a of the refrigerant | coolant flow path 24 shows. As a result, in the cross section along the front-rear direction (the direction of the arrow Y1 shown in FIG. 8), the flow passage cross-sectional area of the downstream portion 24b in the refrigerant flow passage 24 corresponding to the upstream portion 21a of the fluid flow passage 21 to be cooled is increased. Can do. Moreover, in the upstream part 21a of the fluid flow path 21 to be cooled, the pitch of the spirals in the pipes 18 is large, so that the interval between the pipes 18 is widened and the heat flux between the pipes 18 is prevented from increasing. And the occurrence of burnout can be avoided.

○ 実施形態において、熱交換部13は、被冷却流体流路21の上流部21aから下流部21bに向かうにつれて徐々に大きくなるようにテーパ状に形成された管18を備えていたが、これに限らない。例えば、熱交換部13は、被冷却流体流路21の上流側から下流側に向かって流路断面積が一定になるように延びる直管状の小径部と、出口近傍において、小径部よりも拡径する拡径部とからなる管を備えていてもよい。このようにして、熱交換部13において、被冷却流体流路21の上流側に対応する冷媒流路24の流路断面積が、被冷却流体流路21の下流側に対応する冷媒流路24の流路断面積よりも大きくなっている部位が存在するようにしてもよい。これによれば、実施形態と同様の効果を得ることができる。   In the embodiment, the heat exchanging portion 13 includes the pipe 18 formed in a tapered shape so as to gradually increase from the upstream portion 21a to the downstream portion 21b of the fluid flow path 21. Not exclusively. For example, the heat exchanging unit 13 includes a straight tubular small-diameter portion extending so that the cross-sectional area of the channel is constant from the upstream side to the downstream side of the fluid flow path 21 to be cooled, and a portion near the outlet that is larger than the small-diameter portion. You may provide the pipe | tube which consists of an enlarged diameter part to diameter. In this way, in the heat exchanging unit 13, the refrigerant cross-sectional area of the refrigerant flow path 24 corresponding to the upstream side of the cooled fluid flow path 21 is the refrigerant flow path 24 corresponding to the downstream side of the cooled fluid flow path 21. There may be a portion that is larger than the flow path cross-sectional area. According to this, the same effect as the embodiment can be obtained.

○ 実施形態の熱交換器11では、EGRガスと水との流通方向が対向する対向流となっているが、これに限らず、例えば、EGRガスと水との流通方向が同じ方向に並行して流れる並行流としてもよい。並行流である熱交換器においても、実施形態と同様に被冷却流体流路21における上流部21aの流路断面積が小さく、被冷却流体流路21における下流部21bの流路断面積が大きくなるように、管18を被冷却流体流路21の上流部21aから下流部21bにかけてテーパ状に形成することで、実施形態と同様な効果を得ることができる。   ○ In the heat exchanger 11 of the embodiment, the flow direction of the EGR gas and the water is an opposing flow, but not limited to this, for example, the flow direction of the EGR gas and the water is parallel to the same direction. It may be a parallel flow. Also in the heat exchanger that is a parallel flow, the channel cross-sectional area of the upstream portion 21a in the cooled fluid channel 21 is small and the channel cross-sectional area of the downstream portion 21b in the cooled fluid channel 21 is large as in the embodiment. Thus, by forming the pipe 18 in a tapered shape from the upstream portion 21a to the downstream portion 21b of the fluid flow path 21 to be cooled, the same effect as in the embodiment can be obtained.

○ 実施形態において、被冷却流体流路21を構成する管18は5本設けられていたが、これに限らず、1〜4本又は6本以上であってもよい。
○ 実施形態において、被冷却流体流路21及び冷媒流路24内の少なくとも一方にフィンが設けられていてもよい。
In the embodiment, five pipes 18 constituting the fluid flow path 21 to be cooled are provided, but the number is not limited to this, and may be 1 to 4 or 6 or more.
In the embodiment, fins may be provided in at least one of the cooled fluid channel 21 and the coolant channel 24.

○ 本発明を、管18で構成される被冷却流体流路21と、管18の周囲を囲繞する冷媒流路24とで構成される熱交換器11に適用したが、これに限らない。例えば、両側を一対のスペーサーバーで閉塞した平板状の二枚の隔壁からなる複数の通路区画体と、各通路区画体の一方の開口端に接合される前壁と、他方の開口端に接合される後壁とを備えるプレート型熱交換器に適用してもよい。   Although this invention was applied to the heat exchanger 11 comprised by the to-be-cooled fluid flow path 21 comprised with the pipe | tube 18, and the refrigerant | coolant flow path 24 surrounding the circumference | surroundings of the pipe | tube 18, it is not restricted to this. For example, a plurality of passage partition bodies composed of two flat partition walls closed on both sides with a pair of spacer bars, a front wall joined to one opening end of each passage partition body, and joined to the other opening end You may apply to a plate type heat exchanger provided with a rear wall.

○ 実施形態では、熱交換器11を、EGRガスの沸騰冷却装置(EGRクーラ)に備えられた熱交換器11に具体化したが、これに限らず、例えば、車載機器の冷却装置、冷蔵庫、及び冷凍庫等に備えられた熱交換器に具体化してもよい。   In the embodiment, the heat exchanger 11 is embodied in the heat exchanger 11 provided in the EGR gas boiling cooling device (EGR cooler), but is not limited thereto, for example, a cooling device for an in-vehicle device, a refrigerator, Further, the heat exchanger may be embodied in a freezer or the like.

○ 実施形態では、被冷却流体がEGRガスであったが、これに限らず、被冷却流体はEGRガス以外のガスや高温の液体であってもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
In the embodiment, the fluid to be cooled is the EGR gas. However, the present invention is not limited to this, and the fluid to be cooled may be a gas other than the EGR gas or a high-temperature liquid.
Next, the technical idea that can be grasped from the above embodiment and other examples will be described below.

(イ)前記被冷却流体流路は少なくとも一つの管で構成されるとともに、前記冷媒流路が前記被冷却流体流路の管の周囲を囲繞するように設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の沸騰冷却式熱交換器。   (A) The cooled fluid flow path is composed of at least one pipe, and the refrigerant flow path is provided so as to surround the periphery of the pipe of the cooled fluid flow path. The boiling-cooling heat exchanger according to any one of claims 1 to 3.

(ロ)前記管はスパイラル状に形成されるとともに、前記管におけるスパイラルのピッチが、被冷却流体流路の上流部から下流部にかけて徐々に狭くなっていくことを特徴とする前記技術的思想(イ)に記載の沸騰冷却式熱交換器。   (B) The technical idea characterized in that the pipe is formed in a spiral shape and the pitch of the spiral in the pipe gradually decreases from the upstream portion to the downstream portion of the fluid flow path to be cooled ( A boiling cooling heat exchanger as described in a).

11…熱交換器、19…隔壁としての管壁、21…被冷却流体流路、24…冷媒流路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Heat exchanger, 19 ... Tube wall as a partition, 21 ... Cooling fluid flow path, 24 ... Refrigerant flow path.

Claims (3)

被冷却流体が流れる被冷却流体流路と前記被冷却流体を冷却する冷媒が流れる冷媒流路とが隔壁によって区画された沸騰冷却式熱交換器であって、
前記被冷却流体流路における前記被冷却流体の流通方向の上流側に対応する前記冷媒流路の流路断面積が、前記被冷却流体流路の下流側に対応する前記冷媒流路の流路断面積よりも大きくなっている部位が存在することを特徴とする沸騰冷却式熱交換器。
A boiling cooling type heat exchanger in which a cooled fluid flow path through which a fluid to be cooled flows and a refrigerant flow path through which a refrigerant for cooling the cooled fluid flows are partitioned by a partition wall,
The flow path cross-sectional area of the refrigerant flow path corresponding to the upstream side in the flow direction of the cooled fluid flow path in the cooled fluid flow path corresponds to the downstream side of the cooled fluid flow path. A boiling-cooling heat exchanger characterized in that there is a portion that is larger than the cross-sectional area.
前記被冷却流体流路は、前記被冷却流体流路における上流側の流路断面積が小さく、且つ前記被冷却流体流路における下流側の流路断面積が大きくなるように、前記被冷却流体流路の上流側から下流側にかけて徐々に広がっていることを特徴とする請求項1に記載の沸騰冷却式熱交換器。   The cooled fluid flow path is configured such that the upstream flow path sectional area of the cooled fluid flow path is small and the downstream flow path cross sectional area of the cooled fluid flow path is large. The boiling cooling heat exchanger according to claim 1, wherein the boiling cooling heat exchanger gradually spreads from the upstream side to the downstream side of the flow path. 前記被冷却流体流路を流れる被冷却流体の流通方向と、前記冷媒流路を流れる冷媒の流通方向とが互いに対向していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の沸騰冷却式熱交換器。   The boiling cooling according to claim 1 or 2, wherein a flow direction of the fluid to be cooled flowing through the flow channel to be cooled and a flow direction of the refrigerant flowing through the refrigerant flow channel are opposed to each other. Type heat exchanger.
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